Si las alas de los aviones están diseñadas para volar en un flujo turbulento completamente desarrollado, ¿qué lo hace temblar?

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“Completamente desarrollado”, en mecánica de fluidos, es un término utilizado para flujos internos (flujos en tuberías, canales, etc.). El flujo encontrado por los aviones es el de una capa límite atmosférica, un flujo externo.

Cuando los ingenieros de aeronaves dicen que un avión está diseñado para volar en condiciones turbulentas de flujo libre, significan que el avión permanecería en el aire y no chocaría contra el suelo. El flujo turbulento está hecho de ‘remolinos’, que son bolsas de aire giratorias, de diferentes tamaños, velocidades y fuerzas. Cuando los remolinos de tamaños comparables al tamaño de un avión golpean el avión, los remolinos ejercen fuerzas desequilibradas en diferentes partes del avión, haciendo que el avión se mueva y se mueva.

Los remolinos pequeños (aquellos que son mucho más pequeños que el tamaño del ala) no producen ningún movimiento notable. Los remolinos de tamaño mediano (aquellos comparables al tamaño del ala) producirían momentos, ya que aumentarían la elevación y el arrastre en algunas partes del ala, y disminuirían estos en otras partes. Los remolinos grandes (aquellos más grandes que el tamaño del ala) harían que todo el avión se mueva hacia arriba / abajo, izquierda / derecha, o cambie su velocidad. Sin embargo, toma tiempo para que el avión se mueva de acuerdo con el flujo. Para cuando el avión se mueva, un conjunto diferente de remolinos golpeará el avión y hará que el avión se mueva de manera diferente. Puede observar esto si coloca un trozo de hilo frente a un ventilador o con viento violento: la banda de rodadura se agitaría mucho, pero en promedio, mantiene su orientación alineada con el flujo del viento.

En promedio, el avión mantiene su “actitud”, porque los aviones están diseñados para que siempre estén orientados a una cierta “actitud” (conjunto de ángulos con respecto a la dirección del viento de flujo libre). Cuando la turbulencia es particularmente fuerte, la altitud puede cambiar significativamente, pero los pilotos (o el piloto automático) pueden corregir eso una vez que el avión está fuera de la turbulencia. Excepto en los casos de turbulencia extremadamente alta, la actitud se mantiene y las alas siguen produciendo elevación, y mientras las alas producen elevación, el avión permanece en el aire.